石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用初探

发表时间:2021/3/17   来源:《科学与技术》2020年32期   作者:张伟龙
[导读] 通过研究发现,因为受到气候、湿度等类似外界环境因素的影响,
        张伟龙
        天津联维乙烯工程有限公司  天津  300270
        摘要:通过研究发现,因为受到气候、湿度等类似外界环境因素的影响,石油化工机械设备在生产的过程中出现腐蚀现象成为一种比较普遍的现象。石油化工设备出现腐蚀现象,不但会影响设备的美观,而且还会影响设备本身的性能和使用寿命,甚至会造成资源浪费率升高,会给石油化工企业带来一些没有必要的经济损失。所以我们要根据设备的生产使用现状分析出其被腐蚀的原因,并找到相应的应对措施,这对推动石油化工行业的发展具有重要意义,而且还能够使得国民经济持续健康的发展。
        【关键词】石油管道;防腐;原因;措施
        1 石油管道工程防腐现存问题分析
1.1 管道设备腐蚀物问题严重
为了保證石油管道设备长期处于高质量运行状态,必须加强相关技术人员对管道防腐技术、防腐性能的分析。结合时间发展对石油管道性能、建设要求等进行全面分析。施工企业必须考虑企业经济效益和社会效应的均衡性分析,避免盲目提高使用效率,尽量提高相关作业人员的工作效率。工程实践表明,管道设备防腐问题突出,受资金限制、维修周期等方面的影响,当下石油管道腐蚀现象日益严重,一定程度上对设备寿命、设备性能等产生了较大的负面影响。大部分管道防腐设备无法维持长期连续作业,要及时进行保养、维护处理,且腐蚀程度达到一定限值后,管道安全性便会受到威胁,必须考虑腐蚀设备的更换,需结合管道结构等进行整改分析和优化,从中可看出石油管道安全要素对工程进展等产生了决定性影响。
1.2 管道防腐设备管理缺陷
当下业内对石油管道防腐管理的标准正逐渐完善,对应管道建设管理体系正处于逐步发展完善过程中,必须结合防腐要求等进行优化分析和整合调整,对应防腐设备的管理需与时俱进。但是当下大部分施工单位并未构建全面的防腐蚀管理体系,引发管道工程防腐设备管理现状与预期要求不一致;相关作业人员培训不足,对防腐设备的管理存在混乱、不熟练等状况,限制了管道工程的顺利发展。此外,成本支出方面的问题,石油管道防腐问题涉及环节多、管理程序十分复杂,整体管理效率仍处于低水平阶段,管道建设工程质量切实无法保障,受管道工程利润方面的影响,整个管道防腐效能不能全面发挥。实际应用中,大部分设备处于超负荷运行阶段,后续设备维护较少、设备磨损问题过于严重。
1.3 管道防腐设备缺乏系统化配套功能
项目工程结束后,为了保证管道防腐工作与石油施工项目的有效配合,必须及时进行管道防腐设备的维护管理,提高防腐安全性。但是大部分管道防腐设备并未配置系统化的辅助功能,导致石油管道工程的建设和发展受到负面影响,施工进度缓慢、施工质量低下,整个防腐设备的运作效果偏低,增加了防腐设备受损几率。此外,防腐设备操作不合理等也会对防腐效果产生影响,引发资源浪费问题日益突出。
2 化工机械腐蚀的化学机理
2.1电化学腐蚀
在化工企业的发展中,引发化工机械设备腐蚀的主要原因是电化学腐蚀,其本质是空气中的电离子和金属物质发生化学反应,使得机械设备被腐蚀和损坏。但是,电化学反应的根本原理是阴极和阳极的共同作用,一般情况下的阳极会出现氧化反应,阴极出现还原反应,而电化学反应指的是从金属单质中发生电离,生成金属离子,在离子互相转移的情况下实现平衡。通常情况下,电化学反应中会产生电流,但这种电流只能够在反应内部做功,这就产生了电化学反应,使得设备的腐蚀速度有所提升。
2.2工业大气腐蚀
随着工业的快速发展,我国环境污染问题越来越严重,这就使得空气中挥发出了大量的氢氧化物、硫化物、二氧化硫、二氧化碳和盐等物质,这些物质会在潮湿环境中产生无机酸,其腐蚀作用极强。除此之外,工业大气腐蚀环境中极易出现机械腐蚀问题,这种腐蚀的主要原因是化学腐蚀和电化学腐蚀共同作用。


        3 化工机械设备的防腐措施
3.1使用防腐涂料
防腐涂料是一种操作比较简便的腐蚀措施,现已被应用到化工机械表面中,其主要是在机械设备表面涂抹防腐材料,阻止空气、水汽进入机械设备中,有效地解决设备表面的防腐问题。防腐涂料的主要作用是:第一,屏蔽作用。防腐涂料有利于阻隔腐蚀介质和化工机械设备,这样就能够阻断腐蚀通路,提高化工机械设备的电阻。第二,缓蚀作用。特定的颜料能够在成膜物发生水反应后,对金属表面进行保护,延缓腐蚀侵蚀问题。第三,阴极保护作用。与底材金属电极电位相比,漆膜电极电位比较高,现已被应用到腐蚀电池中,其中的漆膜作为牺牲阳极而保护金属表面。现阶段,防腐蚀涂料已在化工领域中得到了一定的应用,防腐蚀涂料的主要作用是延缓化工设备的腐蚀,取得了良好的效果。
3.2电化学保护方法
为了确保石油化工企业的正常运行,技术人员需要改善金属物质自身的本质,这样就能够实现金属和空气的有效隔离,应用表面处理措施提升抗腐蚀能力。电化学保护措施的本质是应用牺牲金属阳极的方式保护金属内部的阳极,发挥出较强的防护作用,其中常用的材料是铝阳极、镁阳极。
3.3牺牲阳极保护措施
石油化工企业在应用牺牲阳极保护法的过程中,需要将牺牲阳极焊接在机械设备中,并应用螺栓固定机械设备,在固定螺栓的过程中,技术人员需要对阳极和金属进行绝缘处理,一般应用的隔离材料主要是橡胶垫和尼龙垫,在应用阳极焊接设备构件的过程中,需要确保阳极和金属留出相应的距离,避免阳极和金属进行接触。在现代化社会的发展中,应用比较广泛的方法是牺牲阳极保护法,这种方法主要是保护化工装置、地下管道、锅炉等。
3.4设备防腐蚀方法
化工企业针对机械设备防腐蚀的方法很多,技术人员需要从金属自身特质的角度进行考虑,避免金属和腐蚀性介质直接接触,并在金属表面涂抹防腐蚀材料。其中,电化学保护法的原理是应用电化学机理优化机械设备的性质,这样金属设备会转化成腐蚀电极中的阴极,对设备进行防腐蚀保护,常用的方法是外加电流法和牺牲阳极保护法。其中,外加电流法指的是将需要保护的金属作为电池一极,将另一种附加电极作为电池另一极,并将需要保护的金属作为阴极,并添加外加电流,保护阴极的金属;牺牲阳极保护法指的是将被保护金属材质相同的金属作为阳极,将其固定到被保护的金属中,作为腐蚀电池,被保护的金属作为阴极,这种方法具有较强的合理性,现已被广泛应用到各个行业的发展中,取得了预期的效果。
3.5环境防腐
环境防腐是指通过采取措施降低环境中的腐蚀性因素,进而来提高设备的防腐能力。其主要可以通过几个方面来完成:一、去除环境中的腐蚀性物质。环境当中的水分和氧气对设备的腐蚀性较强,可以通过脱氧剂来去除空气中的氧气,还可以通过使用除湿剂来保持设备表面的干燥,让设备的表面保持在露点以下,对装置内部的水分也应该进行控制。二是可以在设备的原材料中添加一定的添加剂,这样也可以在金属表面形成一层保护膜,也可以有效抑制金属表面发生腐蚀现象。当前常用的防腐剂主要有亚络酸盐、硝酸盐、硫基苯等。
        4 结语
石油化工机械设备是石油生产过程中的核心内容,其质量与石油企业生产息息相关,但工业的发展过程中存在化工机械使用设备腐蚀问题,其主要体现在机械性能、机械可靠性等方面。石油化工设备在石油化工生产中发挥着非常重要的作用,其腐蚀现象的发生对设备的正常使用,会造成非常大的影响,甚至造成安全事故的发生。
        参考文献:
[1]艾山江·吐尔逊.石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施[J].化工设计通讯.2018(2):25-26.
[2]李亮.化工机械设备的保养维护及防腐设计[J].机械管理开发,2017,32(04):138-139.
[3]郭永风.化工机械防腐能力提升的有效路径研究[J].工程建设与设计,2016(09):145-147.
       
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